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アクセサリータンパク質を利用する新しい酵素機能改変技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K05445
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38030:応用生物化学関連
研究機関京都府立大学

研究代表者

田中 俊一  京都府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (70591387)

研究分担者 松村 浩由  立命館大学, 生命科学部, 教授 (30324809)
吉澤 拓也  立命館大学, 生命科学部, 助教 (50779056)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードタンパク質工学 / 人工結合タンパク質 / 酵素 / 基質特異性 / 進化分子工学
研究成果の概要

本研究では、研究代表者らの開発した独自技術『Enzyme Engineering by Proxy』の応用可能性を探ることを目的に、①アクセサリータンパク質が酵素の触媒機能を改変するメカニズムの解明と、②基質と触媒機構が異なる酵素を対象とした網羅的検証実験に取り組んだ。①について、β-ガラクトシダーゼとアクセサリータンパク質の複合体の立体構造をX線結晶構造解析によって決定し、さらに変異実験を行うことで、アクセサリータンパク質による基質特異性改変のメカニズムを解明した。②については、リパーゼの基質特異性の改変に成功し、我々の技術の広い有効性を実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果は、酵素工学における新しい方法論の創出を志向するものであり、学術的意義は大きいと考えられる。また、本技術の更なる発展は、従来の手法では難しく諦められていた酵素の機能改変が実現され、新しい食品素材、医薬品、工業原料などの創出に繋がることが期待できる。したがって、本研究成果は学術・産業の両面において意義は大きいと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ニューヨーク大学/シカゴ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] シカゴ大学/ニューヨーク大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Exploring mutable conserved sites and fatal non-conserved sites by random mutation of esterase from Sulfolobus tokodaii and subtilisin from Thermococcus kodakarensis2021

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Shun-ichi、Tsutaki Minami、Yamamoto Seira、Mizutani Hayate、Kurahashi Ryo、Hirata Azumi、Takano Kazufumi
    • 雑誌名

      International Journal of Biological Macromolecules

      巻: 170 ページ: 343-353

    • DOI

      10.1016/j.ijbiomac.2020.12.171

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crystal structure of a GH1 β‐glucosidase from Hamamotoa singularis2020

    • 著者名/発表者名
      Uehara Ryo、Iwamoto Riki、Aoki Sayaka、Yoshizawa Takuya、Takano Kazufumi、Matsumura Hiroyoshi、Tanaka Shun‐ichi
    • 雑誌名

      Protein Science

      巻: 29 号: 9 ページ: 2000-2008

    • DOI

      10.1002/pro.3916

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spectroscopic Evidence of the Salt-Induced Conformational Change around the Localized Electric Charges on the Protein Surface of Fibronectin Type III2020

    • 著者名/発表者名
      Ota Chikashi、Fukuda Yui、Tanaka Shun-ichi、Takano Kazufumi
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 36 号: 47 ページ: 14243-14254

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.0c02367

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Insertion loop‐mediated folding propagation governs efficient maturation of hyperthermophilic Tk‐subtilisin at high temperatures2020

    • 著者名/発表者名
      Uehara R., Dan N., Amesaka H., Yoshizawa T., Koga Y.., Kanaya S., Takano K., Matsumura H., Tanaka SI.
    • 雑誌名

      FEBS letters

      巻: 594 号: 4 ページ: 452-461

    • DOI

      10.1002/1873-3468.14028

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal structures of the cell-division protein FtsZ from Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshizawa Takuya、Fujita Junso、Terakado Haruna、Ozawa Mayuki、Kuroda Natsuko、Tanaka Shun-ichi、Uehara Ryo、Matsumura Hiroyoshi
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica Section F Structural Biology Communications

      巻: 76 号: 2 ページ: 86-93

    • DOI

      10.1107/s2053230x2000076x

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Activity-stability trade-off in random mutant proteins2019

    • 著者名/発表者名
      Kurahashi Ryo、Tanaka Shun-ichi、Takano Kazufumi
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 128 号: 4 ページ: 405-409

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2019.03.017

    • NAID

      40022037135

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spectroscopic Signature of the Steric Strains in an Escherichia coli RNase HI Cavity-Filling Destabilized Mutant Protein2019

    • 著者名/発表者名
      Ota Chikashi、Suzuki Hikari、Tanaka Shun-ichi、Takano Kazufumi
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 124 号: 1 ページ: 91-100

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.9b09852

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Monobody-Mediated Alteration of Lipase Substrate Specificity2018

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Shun-ichi、Takahashi Tetsuya、Koide Akiko、Iwamoto Riki、Koikeda Satoshi、Koide Shohei
    • 雑誌名

      ACS Chemical Biology

      巻: 13 号: 6 ページ: 1487-1492

    • DOI

      10.1021/acschembio.8b00384

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 抗体工学の可能性を拡げる新たなアプローチ‐シグナル配列のキメラ化によるファージディスプレイ効率の向上‐2020

    • 著者名/発表者名
      雨坂心人、高野和文、田中俊一
    • 学会等名
      第10 回4大学連携研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Structural insight into the mechanism of Monobody-mediated alteration of enzyme substrate specificity2019

    • 著者名/発表者名
      R. Iwamoto, T. Yoshizawa, R. Uehara, K. Takano, S. Koide, H. Matsumura, S.-i. Tanaka
    • 学会等名
      International Symposium on Diffraction Structure Biology 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exploration of an Efficient Way to Obtain High Activity Protein by Stability Selection2019

    • 著者名/発表者名
      R. Kurahashi, S.-i. Tanaka, K. Takano
    • 学会等名
      Thermophiles 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 人工結合タンパク質を介したβ-ガラクトシダーゼの基質特異性改変とその分子メカニズムの解明2019

    • 著者名/発表者名
      岩本里樹、吉澤拓也、上原了、高野和文、小出昌平、松村浩由、田中俊一
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Engineering by Proxy: Monobody-mediated alteration of enzyme specificity2019

    • 著者名/発表者名
      田中俊一、髙橋哲也、小出明子、岩本里樹、松村浩由、吉澤拓也、高野和文、小池田聡、小出昌平
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] バイオミディア『酵素もアクセでおしゃれがしたい?』2019

    • 著者名/発表者名
      田中俊一
    • 総ページ数
      1
    • 出版者
      日本生物工学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] ACS Chemical Biology

    • URL

      https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acschembio.8b00384

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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